Vetar, sunce i voda – izvori čiste energije u SAD

SAD mogu da dođu do 100% čiste energije pomoću vetra, vode, sunca i nulte nuklearne energije, kaže Mark Džejkobson, profesor sa Stanforda, tvrdeći da ima rešenje kaje obezbeđuje da se u naredne dve decenije pređe na proizvodnju elektrčne energije iz potpuno obnovljivih izvora, a da se pri tom ne izgubi pouzdanost i stabilnost elektro mreže.

Istaknuti profesor Univerziteta Stenford izneo je mapu puta kojom Sjedinjene Američke Države mogu da zadovolje svoje ukupne energetske potrebe koristeći 100% vetar, vodu i sunce do 2050. godine.

Mark Džejkobson (Mark Jacobson), profesor građevinarstva i inženjerstva životne sredine sa Stanforda i direktor programa Atmosfera/Energija, više od decenije promoviše ideju o svim obnovljivim izvorima energije (OIE) kao najboljem putu napred. Njegovi najnoviji proračuni ka ovom ambicioznom cilju nedavno su objavljeni u naučnom časopisu Renevbl Enerdži (Renewable Energy).

Prelazak na mrežu čiste energije trebalo bi da se desi do 2035. godine, navedeno je u studiji uz preciziranje da bi najmanje 80% tog prilagođavanja moglo biti završeno do 2030. Za potrebe Džejkobsonove studije, njegov tim je uzeo u obzir pretpostavljeni rast stanovništva i poboljšanja efikasnosti u energetici, da bi zamislio kako bi to izgledalo 2050.

Džejkobson je prvi put objavio mapu puta obnovljive energije za svih 50 država SAD 2015. godine.

Ovo nedavno ažuriranje tog rada iz 2015. ima nekoliko značajnih poboljšanja.

Prvo, Džejkobson i njegove kolege su imali pristup detaljnijim podacima o tome koliko će toplote biti potrebno zgradama u svakoj državi u naredne dve godine u koracima od 30 sekundi.

„Ranije nismo imali na raspolaganju takvu vrstu podataka“, rekao je Džejkobson.

Takođe, ažurirani podaci koriste skladištenje baterija, dok se prvi set kalkulacija koje je uradio, oslanjao na dodavanje turbina hidroelektranama, kako bi se zadovoljila najveća potražnja. Ova pretpostavka se pokazala nepraktičnom i bez političke podrške za tu tehnologiju, rekao je Džejkobson.

Pouzdanost četvorosatnih baterija

U analizi, Džejkobson i njegov tim su koristili tehnologiju baterija za skladištenje energije, da bi kompenzovali inherentnu intermitentnost proizvodnje solarne energije i energije vetra – u vremenima kada sunce ne sija i vetar ne duva.

Mnogi tvrde da je Ahilova peta potpuno obnovljive mreže to što ona nije dovoljno stabilna da bi bila pouzdana. Nestanci struje su postali velika briga, posebno u Teksasu ove godine, kao i tokom leta 2020. u Kaliforniji.

Tu kao rešenje dolaze četvorosatne baterije, kao način za generisanje stabilnosti mreže.

„Ovo sam otkrio samo zato što imam baterije u svom domu. I shvatio sam, o, moj Bože, ovo je tako osnovno. Tako očigledno. Ne mogu da verujem da ovo niko nije shvatio“, rekao je Džejkobson.

Konkretno, Džejkobson je rekao da je primetio da su mu baterije ostale napunjene iako nisu bile uključene.

Da biste dobili više od četiri sata punjenja, više četvorosatnih baterija se može naslagati. Ako je mreži potrebno više snage punjenja u jednom trenutku nego što baterija može da obezbedi, onda baterije treba da se koriste istovremeno, rekao je Džejkobson

Isprobano više scenarija

Sa ovim zapažanjem Džejkobson i njegove kolege na Stanfordu su isprobali scenarije koji pokazuju da je moguć prelazak na potpuno obnovljiv sistem, bez ikakvih zamračenja ili baterija sa ultra-dugotrajnom baterijskom tehnologijom.

To je ključno, jer tehnologija za baterije ultra dugog trajanja, koje bi zadržale energiju nekoliko dana, tek treba da bude komercijalizovana. Početnici kao što je Form Enerdži rade na tome da takve baterije iznesu na tržište.

Planiranje je, naravno, takođe, ključno za održavanje mreže stabilnom.

„Vetar je promenljiv, solarna energija je promenljiva. Ali, ispostavilo se da, kada povežete vetar i solarnu energiju na velikim površinama, što je trenutno urađeno, prilično izgladite snabdevanje. Dakle, to je zato što znate da kada vetar ne duva na jednom mestu, obično duva negde drugde. Dakle, u velikom regionu imate lakše snabdevanje energijom“, rekao je Džejkobson.

Napominje, takođe, da su energija vetra i solarna energija besplatne. A hidroenergija je „savršena rezervna kopija, jer možete da je uključite i isključite trenutno“.

Takođe, potrebno je da dođe do promena u strukturama cena, kako bi se kupci motivisali da obavljaju aktivnosti velike potražnje za energijom u vreme van špica.

„Reakcija na potražnju je veoma velika komponenta održavanja stabilne mreže. Nešto se koristi danas. Ali u mnogim mestima u mnogim državama u SAD, cena struje je konstantna ceo dan … i to je problem“, napominje Džejkobson.

Proračun potencijalnog miksa obnovljivih

Do sada su Džejkobson i njegov tim izveli simulacije za sve obnovljive, četvoročasovne mape baterija za šest pojedinačnih država: Aljasku, Havaje, Kaliforniju, Teksas, Njujork i Floridu, kao i za susednih 48 država zajedno. (Za ostale države, Džejkobson ima približne simulacije, koje su dostupne ovde.)

Prema njegovim modelima, energetski miks Kalifornije bi uključivao 14,72% energije vetra na kopnu, 18,28% vetra na moru, 21,86% solarnih panela na krovovima, 34,66% solarnih panela – kojima upravlja kompanija, 5,32% hidroenergije, 2,91% geotermalne struje i 0,25% energije talasa.

Teksas bi bio 37,66 kopnenih vetrova, 14,77% vetra sa obale, 20,87% krovnih solarnih, 23,85% solarnih panela kojima upravlja komunalna kompanija, 0,1% hidroenergije i 0,19% energije talasa.

Džejkobson i njegove kolege koriste tri tipa modela za proračune.

Modeli

Prvo, koriste model tabele da projektuju uobičajenu potražnju za energijom u svakom sektoru u svakoj državi do 2050. godine, a zatim da konvertuju uobičajenu potražnju za energijom u 2050. u električnu energiju koju obezbeđuju vetar, voda i solarna energija.

Drugo, oni koriste vremenski model za predviđanje vetrova i solarnih polja u svakoj državi svakih 30 sekundi. Ovaj model za predviđanje vremena radi na superkompjuteru i napisan je na računarskom jeziku Fortran.

I treća komponenta njegovog modeliranja odgovara potražnji za energijom iz 2050. sa vremenskim modeliranjem energije koja se može snabdevati iz vetra, vode i sunca svakih 30 sekundi. Treća komponenta je, takođe, napisana na Fortranu. Ali, ovaj deo procesa se može pokrenuti na gotovo svakom računaru.

Energija bez zagađenja vazduha

Dobijeni modeli ne koriste fosilna goriva, hvatanje ugljenika, direktno hvatanje vazduha, bioenergiju, plavi vodonik ili nuklearnu energiju.

I po tome se Džejkobsonove mape puta razlikuju od mnogih predloga čiste energije, koji se zalažu za korišćenje svih mogućih tehnologija.

„Dakle, pokušavamo da eliminišemo zagađenje vazduha i globalno zagrevanje i obezbedimo energetsku sigurnost. Dakle, to su tri svrhe naših studija.“, rekao je Džejkobson . I to je „malo drugačije od mnogih studija koje se fokusiraju samo na gasove staklene bašte. Tako da pokušavamo da eliminišemo i zagađenje vazduha, a takođe obezbeđujemo energetsku sigurnost”.

Rešavanje sva tri pitanja je Džejkobsonov fokus više od jedne decenije. Njegovo prvo veliko delo u ovoj oblasti objavljeno je 2009. u časopisu Scientific American. A četiri godine kasnije pojavio se u emisiji NBC-ja „Late Night vith David Letterman“, kako bi promovisao svoj pristup samo obnovljivim izvorima energije. Džejkobson i dugogodišnji progresivni politički kandidat Berni Sanders su koautori članka o čistoj energiji u The Guardianu 2017.

Borba protiv straha od nestanka električne energije

Džejkobson zna da njegovo gledište nije najglasnije. Obećanje o nuklearnim elektranama sledeće generacije, na primer, u poslednje vreme je dobilo državno i privatno finansiranje.

Nuklearne inovacije „uglavnom potiču ljudi iz industrije, ljudi poput Bila Gejtsa, koji ima ogromna ulaganja u male modularne reaktore. On ima finansijski interes. I želi da bude poznat kao neko ko pokušava da pomogne u rešavanju problema“, rekao je Džejkobson.

Gejts se osvrnuo na kritike da je „tehnokrata“, koji želi da reši klimatske promene novim inovacijama, umesto političkim zakonima koji podržavaju tehnologije poput vetra i sunca koje već postoje, u intervjuu sa Andersonom Kuperom na CBS-u „60 minuta“ ranije u godine.

„Voleo bih da svo ovo finansiranje ovih kompanija uopšte nije neophodno. Bez inovacija, nećemo rešiti klimatske promene. Nećemo se ni približiti“, rekao je Gejts.

Takođe, vremenski okvir za komercijalizaciju nekih od ovih tehnologija je predugačak da bi bio koristan. Gejtsova kompanija za napredne reaktore, TerraPower, objavila je u novembru da je odabrala pogranični gradić na uglju Kemerer u Vajomingu kao poželjnu lokaciju za svoj prvi demonstracioni reaktor, koji namerava da izgradi do 2028.

„Čak i ako je sedam godina, to je samo demonstraciono postrojenje. To nije ni blizu komercijalne fabrike i u obimu koji nam je potreban“, rekao je Džejkobson.

Izvršni direktor kompanije TerraPower Kris Leveskju rekao je da će tehnologija, posebno nuklearni reaktor Natrium, napraviti značajnu razliku u borbi protiv klimatskih promena.

„Natrium tehnologija je izabrana kao prvi pokretač TerraPower tehnologija jer verujemo da će biti operativna na vreme da ponudi značajnu korist ka ciljevima dekarbonizacije zemlje“, rekao je Leveskju u saopštenju.

Problem – skeptici

Pobediti skeptike čiste energije, koji se plaše nestanka struje je izazov, ali Džejkobson veruje da može da ubedi ljude da prihvate da je budućnost kakvu je on modelirao moguća.

Rešenja za obnovljive izvore za brodove i avione na daljinu još nisu dostupna.

„Ali i na tim rešenjima se radi. I znamo da tehnički to može da se uradi”, tvrdi Džejkobson.

Obrazovanje je ključna prepreka, kako to Džejkobson vidi.

„Ja sam optimista. Ali ono što smatram da je najveća poteškoća je činjenica da je to pitanje informacija, jer većina ljudi nije svesna šta je moguće“, poručuje ovaj naučnik.

Izvor: CNBC

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on email
Email
Share on print
Odštampaj

Ostavite odgovor

Vaša adresa e-pošte neće biti objavljena.

Logo

Newsletter

Možda će Vam se svideti:

Logo

Energija Balkana

Newsletter

Nedeljni pregled vesti